Motorisation thermique / électrique d'un Y 7000

Extrait de l'article paru dans la revue "L'Escarbille" n° 95

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Depuis 1996 et jusqu'en 2000 le locotracteur Y 7400 du club a assuré seul sans faillir le service du réseau de Portes, secondé par l'arrivée de Constance il n'en a pas pour autant été mis à à l'écart. Très facile à utiliser , il a été conduit par une grande quantité de conducteurs plus ou moins expérimentés. Motorisé avec deux moteurs SEV Marchal de 300 Watts chacun il tracte une rame de quatre wagons soit une quinzaine de passagers à la vitesse maximale de 10 km/h. Alimenté par batteries 12 volts de 90 ampères heure, d'une autonomie de 3 à 4 heures suivant la charge remorquée . Un seul bémol dans ce bilan positif c'est l'autonomie un peu limitée des batteries automobile et leur durée de vie un peu faible engendrée par une utilisation pour laquelle elles ne sont pas conçues. Cet inconvénient nous a conduit à étudier une évolution faisant appel à un moteur thermique entraînant un alternateur qui fournirait l'électricité nécessaire à la traction. Tout d'abord nous souhaitions conserver la chaîne de traction existante et son mode de commande Ayant fait ses preuves d'efficacité et de solidité depuis sept ans, son remplacement ne s'imposait absolument pas .Il suffit de voir l'état mécanique de tout cet ensemble pour s'en convaincre . Aucun point d'usure excessif , aucune dégradation ou mauvaise tenue n'ont été constaté au démontage. Même les roulements d'origine ont été réutilisés , aucun ne " grattait " ou ne " ronflait " ! La pignonnerie et les chaînes sont en parfait état et l'électromécanique de commande aussi fraîche que sortie d 'usine .

Le moteur thermique:

Il a été choisi en fonction de critères bien précis. Pour des raisons de niveau sonore de rendement et de facilité de démarrage le cycle à quatre temps s'imposait. Sa puissance devait être suffisante mais sans excès et surtout son encombrement ne devait en aucun cas modifier l'aspect général de l'engin .Il devait impérativement rentrer dans la carrosserie actuelle tout en lui assurant un refroidissement correct.




Après examen des modèles du marché notre choix s'est porté sur un 50cc Honda le GHX 50 développant 2,5 CV.. Le bilan de puissance de cet ensemble se devait d'être bien évalué. En effet la puissance totale maximale des deux moteurs de traction est de 600 watts. Le générateur électrique doit donc être capable de fournir cette puissance même si elle n'est pas demandée en permanence.

Le générateur:

C'est un simple alternateur automobile neuf pouvant débiter 55 ampères sous 14 volts. Un régulateur électronique gère automatiquement le débit de courant en fonction de la tension de la batterie à charger. Le groupe générateur a été monté sur un châssis indépendant afin de faciliter d'éventuelles opérations de maintenance .Le moteur a été directement boulonné sans plots élastiques .En effet son équilibrage est si bien réalisé que les vibrations sont faibles. Il est accouplé à l'alternateur à l'aide d'un cardan élastique JUBOFLEX qui absorbe tout mauvais alignement pouvant aller jusqu'à 2 ou 3 millimètres ! L'échappement d'origine a été conservé

 

 

et complété par une ligne de tubulures et silencieux réalisé entièrement en, cuivre, l'échappement final se fait sous le châssis. Le niveau sonore obtenu est très correct pour fonctionner dans un jardin public et les gaz sortent pratiquement froids

Le démarreur électrique:

C'est un démarreur de moteur hors-bord. C'est un moteur Hitachi de 400 watts sous 12 volts qui assure le démarrage quasi instantané du GHX 50 .La transmission est confiée à une petite courroie de 9 mm et la fonction d'enclenchement du mouvement à une cage à rouleaux anti-retour, c'est un roulement à rouleaux cylindriques qui ne tourne que dans un seul sens comme une roue libre de vélo. L'actionnement intempestif de ce démarreur alors que le moteur tourne n'entraîne aucune détérioration. Le lanceur à corde d'origine a été conservé comme moyen de secours , mais son utilisation oblige à enlever la carrosserie pour y accéder.

 




Le groupe générateur
:

Il a été disposé sur l'arrière de l'engin de manière à ce que le moteur thermique se retrouve au niveau de la cabine de conduite Celle ci étant pourvue de fenêtres entièrement ouvertes l'air de refroidissement du moteur pulsé par sa turbine s'évacue ainsi très facilement vers l'extérieur .De même l'alternateur étant muni d'une turbine est efficacement refroidi .Le toit de la cabine s'enlève pour accéder au réservoir d'essence situé sur le moteur.

Le pupitre de commande:

Il a été légèrement modifié par l'adjonction de fonctions liées au moteur thermique et à l'alternateur Au centre le manipulateur de traction/freinage / sens de marche a été conservé à sa place d'origine. En haut à droite le voyant rouge/vert de contrôle de tension batterie.

En bas à droite le bouton du klaxon pneumatique En bas à gauche les deux inters pour le contact général l'allumage des phares, le démarreur et l'arrêt moteur . En haut à gauche un petit bouton poussoir lumineux assure une fonction primordiale dans le bon fonctionnement de l'ensemble . Il s'agit du contrôle et de la commande de l'excitation de l'alternateur qui permet de faciliter le lancement du moteur " à vide ". Le départ du moteur s'effectuera donc alternateur non excité. Dès qu'il aura son régime de croisière une brève impulsion sur ce bouton lumineux lancera l'auto excitation et la charge débutera . Le bon fonctionnement est matérialisé par l'extinction du bouton lumineux. En cas d'arrêt du moteur l' auto excitation disparaît et le voyant se réallume .

Les essais :

L'alternateur est équipé d'un régulateur électronique de charge qui ajuste au centième de seconde l'intensité de charge à la tension de la batterie . Beaucoup plus rapide que son voisin de corvée le régulateur du moteur, il ne laisse pas le temps à celui ci de monter en régime et il cale sans délai.

Donc dès que la tension batterie descend de quelques dixièmes de volts sur un passage rapide des crans de traction , on risque de caler si le régime moteur est trop bas. Pour pallier cet inconvénient il a fallu ajouter en série entre l'alternateur et la batterie un gros redresseur au silicium de 100 ampères qui introduit une chute de tension constante de 0,9 volts qui l'oblige à réagir avec un temps de retard suffisant à la montée en régime du moteur. C'était gagné car aussitôt notre montage réagissait parfaitement et la tension batterie se tenait dans des valeurs parfaites quel que soit le courant demandé par la traction. Le petit moteur encaissait parfaitement les variations de charge demandée pour autant qu'il soit correctement accéléré .

Conduite en ligne de l'engin :

La façon de conduire avec cette motorisation réclame une attention un peu plus soutenue dans l'effort demandé à l'engin. Le régime du moteur thermique est là un excellent indicateur de traction car on perçoit bien mieux toutes les variations de charge en fonction du profil de ligne . Cela permet également d'ajuster plus finement son allure, mais si on est un peu
" dans la lune " en décollant moteur au ralenti une lourde rame la sanction est immédiate , il cale !! Par contre en palier , lancé il est parfaitement possible de rouler à peine accéléré avec une tonne derrière. Un des avantages de ce système est que même en calant le moteur il est parfaitement possible de continuer à tractionner sur la batterie, et tout en roulant (vive le démarreur !) de relancer le moteur sans oublier de re exciter l'alternateur. La batterie autorise seule une autonomie de près de deux heures et même en cas de panne sèche on peut rentrer un train en gare . De même pour des manœuvres en gare il n'est pas indispensable de faire tourner le moteur. C'est magique ! un train qui roule moteur arrêté ! L'hypothèse de ce type de traction a souvent été évoquée par des amateurs sans qu'il me soit donné d'avoir vu un engin ainsi équipé. Cela est désormais chose faite et la démonstration de la viabilité de ce choix technique original effectuée. Il ne reste qu'à voir sa tenue dans le temps. Cela ne devrait pas poser de problèmes avant longtemps car le matériel utilisé est neuf et utilisé en dessous de ses capacités maximales